![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Общая геология
..pdf352 |
Физическая, или динамическая, геология |
тате подхода к точке D поверхностных волн из других точек земной поверхности становятся очень сложными. Указанное явление усложняется еще и тем, что каждая частица, пришедшая в колебательное движение, становится в свою очередь местом, из которого начинают распространяться, как и из гипоцентра, продольные и поперечные колебания.
Интенсивность землетрясений
Влюбой точке на поверхности земли землетрясение харак теризуется определенной интенсивностью. Последняя обычно оценивается тем или другим количеством баллов.
Втабл. 17 приведена наиболее широко применяемая двенад цатибальная шкала интенсивности землетрясений.
Таблица 17
Шкала интенсивности землетрясений
Балл |
Колебания |
|
Характеристика |
|
|
Ускорение |
||||
|
|
|
частиц почвы, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм{сека |
1 |
Микросей- |
Обнаруживаются |
только |
сейсмопри |
<2,5 |
|||||
|
смические |
емниками |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Очень сла |
Ощущаются только |
лицами, находя |
2,5—5,0 |
||||||
|
бые |
щимися |
в верхних |
|
этажах |
зданий, и |
|
|||
|
|
лицами, |
пребывающими |
в |
состоянии |
|
||||
|
|
полного покоя |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Слабые |
Ощущаются незначительным |
числом |
5—10 |
||||||
|
|
лиц по сравнению с числом жителей |
|
|||||||
|
|
района |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Умеренные |
Ощущаются не всеми, но большин |
10—25 |
|||||||
|
|
ством лиц, находящихся внутри зданий, |
|
|||||||
|
|
и лишь немногими, находящимися в |
|
|||||||
|
|
подвалах. Наблюдаются |
дрожание две |
|
||||||
|
|
рей и окон, треск |
комнатных |
балок, |
|
|||||
|
|
легкое покачивание висящих предметов |
|
|||||||
5 |
Чувстви |
Ощущаются всеми |
лицами, |
находя |
25—50 |
|||||
|
тельные |
щимися внутри зданий, и лишь немно |
|
|||||||
|
|
гими, находящимися на улице; спящие |
|
|||||||
|
|
пробуждаются. Наблюдаются открыва |
|
|||||||
|
|
ние и закрывание дверей, звон неболь |
|
|||||||
|
|
ших домашних колокольчиков, довольно |
|
|||||||
|
|
сильное |
качание |
висящих предметов и |
|
|||||
|
|
остановка маятниковых часов |
|
|
||||||
6 |
Сильные |
Ощущаются всеми |
лицами, |
находя |
50—100 |
|||||
|
|
щимися внутри зданий. В домах па |
|
|||||||
|
|
дают предметы, обваливается штукатур |
|
|||||||
|
|
ка, происходят |
мелкие |
повреждения |
|
|||||
|
|
небольших зданий |
|
|
|
|
|
|
||
7 |
Очень силь |
Слышится звон башенных колоколов, |
100—250 |
|||||||
|
ные |
падают |
дымовые |
|
трубы, |
происходят |
|
легкие повреждения во многих зданиях
|
|
Землетрясения |
353 |
|
|
|
П родолж ение т а б л . 17 |
Балл |
Колебания |
Характеристика |
Ускорение |
частиц почвы» |
|
Разруш и |
Частично разрушаются некоторые |
250—500 |
|
тельные |
дома и значительно повреждаются |
|
|
|
остальные здэдия. Наблюдаются отдель |
|
|
|
ные несчастные случаи |
|
9 |
Опустоши |
Полностью или почти полностью раз |
500—1000 |
|
тельные |
рушаются некоторые здания и настоль |
|
|
|
ко сильно повреждаются многие другие, |
|
|
|
что они становятся непригодными для |
|
|
|
жилья. Имеются смертные случаи |
|
10 |
Необыкно |
Разрушаются многие здания. Имеется |
1000—2500 |
|
венно опусто |
много человеческих жертв. Образуются |
|
|
шительные |
трещины в земной коре, обвалы в |
|
|
|
горах и т. д. |
|
И Катастро фические
Полностью разрушаются каменные 2500—5000 постройки, массивные каменные опоры для мостов (быков), плотин, дамб и пр.
Возникают широкие трещины в земной коре, наблюдаются многочисленные оползни и падение скал
12 |
Необыкно |
Разрушаются все здания, даже дере |
>5000 |
|
|
венно ката |
вянные, наиболее устойчивые в сейсми |
|
|
|
строфические |
ческом отношении. Образуются |
склад |
|
|
|
чатые и разрывные дислокации |
в гор |
|
|
|
ных породах, многочисленные |
обвалы |
|
|
|
и другие подобные явления на боль |
|
|
|
|
ших площадях |
|
|
Линии, соединяющие между собой точки земной поверхности с одинаковой интенсивностью землетрясения, получили наиме нование и з о с е й с т (рис. 140).
На рис. 140 приведена карта изосейст землетрясения с эпи центром в точке Э. Заштрихована площадь, где данное землетря сение оценивалось баллом 10 и выше. Это площадь, которая включает участки с необыкновенно опустошительными, катастро фическими и необыкновенно катастрофическими землетрясениями. На этой площади наблюдается образование трещин в земной коре, обвалов, оползней и разнообразных дислокаций. Такие пло
щади получили наименование п л е й с т о с |
е й с т о в ы х о б |
|
л а с т е й землетрясений, |
а сами колебания |
в них называются |
м е г а с е й с м и ч е с к и |
м и . Площади за пределами изосейсты |
в 1 балл, т. е. места, в которых землетрясения обнаруживаются только при помощи сейсмоприемников, называются областями м и к р о с е й с м и ч е с к и х к о л е б а н и й . Площади между
23 Заказ 1 464.
354 Физическая, или динамическая, геология
изосейстами в 10 и 1 баллов называются областями м а к р о сей с м и ч е с к и х к о л е б а н и й .
Не следует думать, что каждое землетрясение имеет плейстосейстовую область. Когда землетрясение в эпицентре оценивается числом баллов менее 10, землетрясение не имеет плейстосейстовой области.
Характер расположения изосейст, несомненно, связан с общим геологическим строением (тектоникой) того участка земной коры, для которого составлена карта изосейст.
•Э - 1
7-1Z -2
Рис. 140. Карта |
изосейст. |
1 — эпицентр землетрясения; |
2 — баллы интенсив |
ности землетрясений; 3 — плейстосейстовая область землетрясения.
Линии, соединяющие между собой точки земной поверх ности одновременного начала землетрясения, получили наимено вание г о м о с е й с т .
Составление карт гомосейст — дело весьма нелегкое, так как бывает трудно установить одновременность обнаружения земле трясения в различных пунктах земной поверхности. Характер гомосейст, так же как и характер изосейст, дает возможность судить о тектонике того района, для которого составлена карта гомосейст.
Направление трещин, образующихся при землетрясениях, и подземных толчков дает возможность судить о месте и глубине нахождения гипоцентра землетрясения. Очень часто трещины, возникающие при землетрясениях, ориентируются по направле нию речных долин. Иногда они расходятся радиусами от эпицентра.
Образующиеся трещины нередко вскрывают водоносные, неф теносные и газоносные горизонты. Тогда после землетрясения возникают новые источники подземных вод, новые газовые струи, появляются выходы высачивающейся нефти. В некоторых слу чаях после землетрясения наблюдалось появление грязевых вул канов, исчезновение источников подземных вод, их перемещение, а иногда изменение температуры воды источников. Землетрясе-
![](/html/65386/197/html_7GxZBBX9J1.osEK/htmlconvd-di98HN354x1.jpg)
![](/html/65386/197/html_7GxZBBX9J1.osEK/htmlconvd-di98HN355x1.jpg)
Землетрясения |
357 |
Так как землетрясения причиняют большие бедствия чело вечеству, изучением их занимаются многие ученые. В настоящее время имеются сотни сейсмических станций, снабженных осо быми приборами, автоматически записывающими колебания зем ной коры в районе станции. Таких станций много и в СССР. Изу чением землетрясений у нас занимается Институт физики Земли Академии наук СССР, в котором имеется специальный сейсмо графический отдел.
В числе выдающихся ученых, которыми гордится мировая сейсмология, значатся русские и советские сейсмологи
a |
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
Рис. 143. Схема сейсмоприемников. |
|
|
|
|
|||||
а — вертикального; б — горизонтального; 1 — м еталли ческая рам а; |
|
||||||||
2 — ф ундамент; |
з — ось, на |
которой вр ащ ается |
б ар а б ан |
4; |
S — |
|
|||
светочувствительная бум ага; в — м аятн и к; 7 |
— ги б к и й ш н у р ; |
S — |
|
||||||
часовой м еханизм ; |
9 — п ерекладина. |
|
|
|
|
||||
Б. Б. Голицын, П. М. Никифоров, |
А. П. Орлов, |
Г. А. Гамбурцев, |
|||||||
В. Ф. Бончковский, |
Г. П. Горшков и др. |
|
|
|
|
|
|
||
Как уже было сказано, землетрясения регистрируются осо |
|||||||||
быми приборами — сейсмоприемниками. |
Имеется |
очень |
много |
||||||
сейсмоприемников |
различных |
конструкций |
и |
систем, |
но все |
они основаны на принципе работы инертного маятника. Принцип работы инертного маятника заключается в следую
щем. Колебания земной коры в районе сейсмической станции измеряют относительно объекта, находящегося во время этих колебаний в состоянии покоя. Таким объектом является' масса маятника, которая в момент быстрого перемещения точки его подвеса сохраняет по инерции в первое время состояние покоя и только с некоторым запозданием начинает двигаться (рис. 143).
Существуют |
сейсмоприемники двух основных типов: |
в е р |
т и к а л ь н ы й |
и г о р и з о н т а л ь н ы й . Первые |
служат |
для записи горизонтальных колебаний частиц земной коры у поверхности, вторые — для записи вертикальных колебаний.
Запись колебаний осуществляется световым пучком, отражен ным от зеркальца гальванометра, на движущейся равномерно
358 |
Физическая, или динамическая, геология |
Рис. 144. Сейсмограмма, записанная при [земле трясении.
А — начало землетрясения (приход продольных волн); В — главная фаэа (приход поперечных волн).ц
фотографической ленте. Полученная запись называется с е й с м о - г р а’м м о й (рис. 144 и. 145).
Для определения истинного направления колебаний ставят обычно три сейсмоприемника: два вертикальных и один горизон тальный. Один из вертикальных сейсмоприемников ориентируют
PPSff.54.59! |
|
|
строго по географическому |
||||||
|
|
меридиану, |
другой — по |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
широте. Этим самым истин |
||||||
|
|
|
ное колебание |
пород зем |
|||||
|
|
|
ной коры в месте |
нахож |
|||||
|
|
|
дения |
сейсмоприемников |
|||||
|
|
|
разлагают |
|
на |
три состав |
|||
|
|
|
ляющие: |
на |
составляю |
||||
|
|
|
щую |
в |
направлении се |
||||
|
|
|
вер — юг, |
|
на составляю |
||||
|
|
|
щую в |
направлении |
за |
||||
|
|
|
пад — восток |
и |
верти |
||||
|
l'Slft.2534)Р(1т.39) |
кальную |
составляющую. |
||||||
|
По трем составляющим |
||||||||
|
|
|
нетрудно |
|
|
'определить |
|||
|
|
|
истинную |
|
амплитуду и |
||||
|
|
|
истинное направление |
ко |
|||||
|
|
|
лебания |
частиц |
земной |
||||
|
|
|
коры |
в районе сейсмиче |
|||||
|
|
|
ской станции в тот или |
||||||
|
|
|
другой момент времени. |
||||||
|
|
|
В каждой |
сейсмограм |
|||||
Рис. 145. Сейсмограммы, |
записанные при |
ме можно выделить |
три |
||||||
землетрясениях. |
|
основные |
|
части: |
первая |
||||
а — в Крыму 26 июня 1927 |
г.; |
б — на Алеут |
соответствует записи |
про |
|||||
ских островах 16 февраля 1927 г. |
Р , Р Р , Р Р Р — |
дольных |
колебаний, |
без |
|||||
первые предварительные толчки; S |
и P S — вто |
||||||||
рые толчки; L — длинные волны; |
цифры в скоб |
искажения |
их |
попереч |
|||||
ках обозначают время толчков — часы, минуты, |
ными |
и |
поверхностными |
||||||
секунды. |
|
|
|
Землетрясения |
|
359 |
||
колебаниями, |
вторая начинается с |
того .момента, |
когда к сей |
||
смоприемнику |
подходят из |
гипоцентра поперечные колебания, |
|||
третья начинается тогда, |
когда к |
сейсмоприемнику |
подходят |
||
поверхйостные |
колебания, |
распространяющиеся |
от |
эпицентра |
|
землетрясения. |
|
|
|
|
|
Чем дальше от гипоцентра землетрясения расположен сейсмо |
|||||
приемник, тем |
первая часть сейсмограммы длиннее, |
ей соот |
ветствует больший отрезок времени, чем ближе, тем она короче и ей соответствует более короткий отрезок времени.
Указанное обстоятельство дает возможность определить рас стояние между сейсмической станцией (сейсмоприемником) и
гипоцентром землетрясения. |
|
|
|
|
|
||||
Представим |
себе, |
что |
гипоцентр |
|
|
|
|
||
землетрясения |
расположен |
в точке Н |
|
|
|
|
|||
(см. рис. 139), а сейсмическая станция |
|
|
|
|
|||||
(сейсмоприемник) — в |
точке D. Пер |
|
|
|
|
||||
выми подойдут к станции |
продольные |
|
|
|
|
||||
колебания, |
распространяющиеся |
по |
|
|
|
|
|||
лучу HD. За |
ними с опозданием |
по |
|
|
|
|
|||
дойдут поперечные, а после с еще боль |
|
|
|
|
|||||
шим опозданием — поверхностные. |
|
рис |
ш Схщш |
0 |
. |
||||
Зная средние скорости распро- |
|||||||||
странения |
продольных |
и |
поперечных |
ния ЭШЩентра |
землетрясе- |
||||
колебаний, можно определить расстоя- |
|
пия. |
|
|
|||||
ние между гипоцентром, а |
также эпи |
Если |
имеются |
подобные |
|||||
центром и |
сейсмической |
станцией. |
определения, сделанные тремя сейсмическими станциями, то нетрудно определить и местоположение эпицентра землетря сения.
Поясним это на примере. Предположим, что три сейсмические станции в Бомбее, Токио и Веллингтоне зарегистрировали земле трясение и определили расстояние до эпицентра его (рис. 146). На глобусе вокруг указанных пунктов чертят окружности с ради усами, соответствующими в каждом случае расстоянию (в мас штабе глобуса) от станции до эпицентра. В точке пересечения трех окружностей располагается эпицентр землетрясения. Для нашего примера эпицентр землетрясения находится близ океани ческой впадины Минданао.
На рис. 147 приведена карта эпицентров крупнейших земле трясений мира, а на рис. 148 — карта сейсмического райониро вания территории СССР.
Как уже указывалось в соответствующем разделе, сейсмоло гия дает возможность судить о внутреннем строении Земли. Глубина залегания, мощности и плотности отдельных земных оболочек установлены в результате определения скоростей рас пространения сейсмических колебаний на различных глубинах. На границах внутренних земных оболочек происходят резкое пре-
геология динамическая, или Физическая,
Рис. 147. Карта эпицентров крупнейших землетрясений мира (составители Н. А. Линден, Е ф. Саваре н. ский).
рясенияЗемлет
со
CD